综述：微量元素与肿瘤：稳态网络、分子机制以及精准干预的新前景

《Molecular Cancer》：Trace elements and tumors: homeostatic networks, molecular mechanisms and new horizons for precision intervention

　　

摘要

铁、铜、锌、硒和锰等微量元素对生命活动至关重要，它们作为酶的辅因子、结构成分以及信号分子，参与调控能量代谢、氧化还原平衡和基因组稳定性。这些元素的生理功能具有典型的剂量效应双相性，即稳态失衡既可能保护健康，也可能促进恶性转化。本综述系统阐述了这五种核心微量元素在生理条件下的完整生命周期，强调了它们之间的复杂功能关联，并阐明了肿瘤细胞如何通过元素依赖机制劫持这一调控网络。我们详细介绍了铁依赖性的铁死亡和铜依赖性的铜死亡的新作用，以及微量元素对凋亡和自噬的情境依赖性调控，从而揭示了肿瘤特有的代谢脆弱性。在肿瘤免疫微环境中，我们研究了锌、铁、铜、硒和锰如何充当分子开关：锌和硒通常有助于抗肿瘤免疫，而铁和铜的失调则会引发免疫抑制；此外，锰还作为一种cGAS-STING激动剂，具有免疫治疗潜力。在肿瘤血管生成和转移过程中，我们探讨了铜和铁在细胞外基质重塑、上皮间质转化以及血管生成信号传导中的关键作用。大量临床证据表明，全身性和局部性的元素失衡可作为多种癌症类型的危险生物标志物。治疗策略可分为传统的营养和药物干预、基于元素代谢的化疗、放疗和免疫疗法的协同增强方案，以及包括元素响应型纳米平台和合成生物学工程化免疫细胞在内的跨学科工程方法。我们强调，目前大多数治疗相关证据来自临床前模型，因此必须先进行严谨的基础研究才能推进临床应用。最后，我们指出了未来的研究空白和重点，倡导采用系统生物学框架，在承认现有局限性的同时引导基于假设的探索。